CN202817197U - 一种双频线极化共形天线 - Google Patents

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郑颖
李欣冀
高凯
王健
陈海英
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Abstract

本实用新型涉及一种双频线极化共形天线，包括天线安装基座、C频段印制板、S频段印制板、以及罩于C频段印制板与S频段印制板之上的防热天线窗；其特征在于：S频段印制板位于天线安装基座之上，S频段印制板上表面设有S频段辐射贴片；C频段印制板位于S频段印制板之上，C频段印制板上表面设有C波段辐射帖片。本实用新型不仅可以作为飞行器遥/外测天线使用，通过频率转换还可以广泛地应用于飞行器测控、通信等军事领域，同时也可满足地面测试设备使用需要，并已装备部队，具有很强的实用意义。

Description

一种双频线极化共形天线
技术领域
本实用新型涉及一种双频线极化共形天线，特别是涉及一种可用于要求天线小型化共形设计和宽波束要求的飞行器测控、通信等相关国防领域的应用于高速飞行器超厚防隔热层下的双频线极化共形天线。
背景技术
随着航天航空技术的发展，小型化超高速再入飞行器技术发展迅速，同时对弹上设备提出了更高要求。天线作为现代武器系统必不可少的重要设备，提出了飞行器共形、小型化设计、多共一设计等要求，同时天线覆盖的防热介质天线层越来越厚了。为满足某滑翔战略型号测控要求，提出遥外测二共一天线研制要求。具体要求为：S波段遥测和C波段外测共用一个天线窗口。由于导弹系统需在大气层内长时间滑翔，故天线上覆盖有超厚的防热层，约为20mm。两个端口天线均为线极化的半球形宽波束方向图。为满足飞行器共形安装的要求，天线为薄层结构，体积和重量尽量小，同时尽量采用简单可靠的结构。
分析飞行器天线需求：单馈点探针馈电的单层微带天线是能够满足方向图和结构、可靠性等要求的合适天线型式。传统弹上遥测、外测天线为每个天线一个天线窗，以避免天线安装结构造成的天线窗畸变，而天线窗厚度往往在10mm以内。按照传统设计，两个频段天线均采用弹馈点探针馈电的微带天线实现，两个天线平铺放于一个天线窗口内。经仿真计算，这种布局结构会导致方向图畸变：方向图不再是半球形，而是一边受到挤压，严重变形，而且由于天线窗较厚，这种布局方式会导致天线边缘辐射方向图形变严重。
因此亟需提供一种新型的双频线极化共形天线。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种在高速飞行器载体上，固定小尺寸的超厚防热天线窗覆盖的安装环境下，实现双频小型微带天线，天线具有宽波束增益方向图的双频线极化共形天线。
为解决上述技术问题，本实用新型一种双频线极化共形天线，包括天线安装基座、C频段印制板、S频段印制板、以及罩于C频段印制板与S频段印制板之上的防热天线窗；S频段印制板位于天线安装基座之上，S频段印制板上表面设有S频段辐射贴片；C频段印制板位于S频段印制板之上，C频段印制板上表面设有C波段辐射帖片。
S频段印制板和C频段印制板均为双面覆铜板，大小为94mm*69mm，厚度为3.05mm。
S波段高频插座的插针穿过S频段印制板，在S频段辐射贴片上形成S频段馈电点，S频段馈电点位于C频段印制板下表面的开槽中。
S波段辐射贴片尺寸为40mm*38mm。
C波段高频插座的插针穿过C频段印制板与S频段印制板，在C频段辐射贴片上形成C频段馈电点。
C波段辐射贴片尺寸为15mm*15mm。
C波段高频插座的插针与S频段印制板通过介质衬套隔离。
C频段辐射帖片与防热天线窗之间的空气间隙保持一定空气间隙。
本实用新型通过采用探针馈电的微带天线，重量轻，体积小，方便实现共形设计。天线具有宽波束增益方向图，以能够满足遥/外测天线方向图需求。
本实用新型采用双层微带天线的方案，把C波段天线和S波段天线层叠放置。这种方式避免了方向图的挤压形变，并且在一个比较小的天线窗口下实现了双频天线，减小了天线窗口尺寸。S频段天线在下，S频段天线的辐射贴片作为C波段天线的接地板。在S波段印制板（下层）上开过孔，供上层印制板的馈电插座探针穿过，使用绝缘介质衬套隔离印制板和探针，见图1。
本实用新型天线上覆盖有超厚防热天线窗，把天线窗和天线作为一个整体考虑，并采用防热天线窗与天线形成空气腔的措施，辐射贴片与天线窗下表面形成空气腔，见图2，以减小介质天线窗影响。天线与天线窗进行一体化建模仿真设计，调整天线参数，使天线各方面性能达到最优。
本实用新型对天线进行方向图测试，在超厚防热层下：S波段天线的最大增益不小于4dB，±60°范围内增益不小于0dB。C波段天线的最大增益不小于3dB，±60°范围内增益不小于-0.5dB，满足了超厚防热层下宽波束方向图要求。
附图说明
图1为层叠布局S/C天线示意图。
图2为天线与天线窗结构示意图。
图3为天线安装结构图。
图中：1为C频段辐射贴片，2为C频段馈电点，3为S频段馈电点，4为S频段辐射贴片，5为C频段印制板，6为S频段印制板，7为介质衬套，8为S波段高频插座，9为C波段高频插座，10为天线安装基座，11为防热天线窗，12为空气间隙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型考虑到飞行器天线基本要求，设计能够满足弹上安装环境的低剖面、小口面的小型飞行器天线，天线外覆盖有超厚防热层，S频段遥测和C波段外测共用一个小尺寸天线窗，天线增益方向图要求为近似半球形的宽波束方向图。
本实用新型仍然采用同轴探针馈电的微带天线。两个天线层叠放置，S天线放置于下层，C波段天线放置于上层，S频段的天线辐射面作为C频段天线的接地板。采用这种形式天线可以在比较小的窗口下实现双频天线，同时避免了方向图的挤压形变。为保证天线在超厚防热层下辐射特性，采用防热盖板与天线形成空气腔的措施，减小介质影响和优化方向图。
具体如下：
本实用新型包括天线安装基座10、C频段印制板5、S频段印制板6、以及防热天线窗11。
S频段印制板6和C频段印制板5均为双面覆铜板，大小为94mm*69mm，厚度为3.05mm。
S频段印制板6位于天线安装基座之上，C频段印制板5位于S频段印制板之上。
S频段印制板6上表面设有S频段辐射贴片4，S波段高频插座8的插针穿过S频段印制板6，插针锡焊馈电，在S频段辐射贴片4上形成S频段馈电点3，S频段馈电点3位于C频段印制板5下表面的开槽中。S波段辐射贴片4尺寸为40mm*38mm。
C频段印制板5上设有C波段辐射帖片1，C波段高频插座9的插针穿过C频段印制板5与S频段印制板6，插针锡焊馈电，在C频段辐射贴片1上形成C频段馈电点2。C波段辐射贴片1尺寸为15mm*15mm。C波段高频插座9与S频段印制板6通过介质衬套7隔离。
防热天线窗11罩于C频段印制板5与S频段印制板6之上，C频段辐射帖片1与防热天线窗11之间保持一定空气间隙12。
本实用新型不仅可以作为飞行器遥/外测天线使用，通过频率转换还可以广泛地应用于飞行器测控、通信等军事领域，同时也可满足地面测试设备使用需要，并已装备部队，具有很强的实用意义。

Claims (8)

1.一种双频线极化共形天线，包括天线安装基座、C频段印制板、S频段印制板、以及罩于所述C频段印制板与S频段印制板之上的防热天线窗；其特征在于：所述S频段印制板位于天线安装基座之上，所述S频段印制板上表面设有S频段辐射贴片；所述C频段印制板位于所述S频段印制板之上，所述C频段印制板上表面设有C波段辐射帖片。
2.根据权利要求1所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：所述S频段印制板和C频段印制板均为双面覆铜板，大小为94mm*69mm，厚度为3.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：S波段高频插座的插针穿过S频段印制板，在S频段辐射贴片上形成S频段馈电点，所述S频段馈电点位于所述C频段印制板下表面的开槽中。
4.根据权利要求3所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：所述S波段辐射贴片尺寸为40mm*38mm。
5.根据权利要求1所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：C波段高频插座的插针穿过所述C频段印制板与S频段印制板，在C频段辐射贴片上形成C频段馈电点。
6.根据权利要求5所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：所述C波段辐射贴片尺寸为15mm*15mm。
7.根据权利要求5所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：所述C波段高频插座的插针与S频段印制板通过介质衬套隔离。
8.根据权利要求1所述的一种双频线极化共形天线，其特征在于：所述C频段辐射帖片与所述防热天线窗之间保持一定空气间隙。
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